靜電平衡物理題目及答案一、選擇題（共20分）1.（5分）一個(gè)導(dǎo)體球殼在靜電平衡狀態(tài)下，其內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度為：A.不為零B.零C.不確定D.與外部電場(chǎng)強(qiáng)度相同答案：B2.（5分）在靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體內(nèi)部的電荷分布情況是：A.均勻分布B.集中在表面C.集中在內(nèi)部D.隨機(jī)分布答案：B3.（5分）如果一個(gè)帶電導(dǎo)體球殼的外部電場(chǎng)強(qiáng)度增大，那么球殼內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度將：A.增大B.減小C.保持不變D.先增大后減小答案：C4.（5分）在靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度的方向是：A.垂直于表面B.平行于表面C.指向內(nèi)部D.指向外部答案：A二、填空題（共20分）1.（5分）當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)，其內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度為________。答案：零2.（5分）在靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)是由________產(chǎn)生的。答案：感應(yīng)電荷3.（5分）導(dǎo)體球殼外的電場(chǎng)強(qiáng)度與________相同。答案：點(diǎn)電荷4.（5分）如果一個(gè)帶電導(dǎo)體球殼的外部電場(chǎng)強(qiáng)度減小，那么球殼表面的電荷分布將________。答案：重新分布三、計(jì)算題（共30分）1.（15分）一個(gè)半徑為R的帶電導(dǎo)體球殼，其表面電荷密度為σ，求球殼內(nèi)部任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。答案：由于導(dǎo)體球殼處于靜電平衡狀態(tài)，其內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零。因此，球殼內(nèi)部任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0。2.（15分）一個(gè)半徑為R的帶電導(dǎo)體球殼，其表面電荷密度為σ，求球殼外部任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。答案：根據(jù)高斯定律，球殼外部的電場(chǎng)強(qiáng)度與點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度相同。設(shè)球殼帶電量為Q，則Q=4πR^2σ。球殼外部任意一點(diǎn)距離球心距離為r（r>R），則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為：E=kQ/r^2=(4πkσ)/R^21/r^2四、簡答題（共30分）1.（10分）解釋為什么導(dǎo)體在靜電平衡狀態(tài)下，其內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零。答案：導(dǎo)體在靜電平衡狀態(tài)下，其內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零，這是因?yàn)閷?dǎo)體內(nèi)部的自由電子在電場(chǎng)作用下會(huì)移動(dòng)，直到電場(chǎng)力與電子的靜電力平衡，使得內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度為零。這樣，導(dǎo)體內(nèi)部的電荷分布達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，不再發(fā)生變化。2.（10分）描述導(dǎo)體在靜電平衡狀態(tài)下，其表面電荷的分布情況。答案：在靜電平衡狀態(tài)下，導(dǎo)體表面的電荷分布是不均勻的。導(dǎo)體表面曲率越大的地方，電荷密度越高；曲率越小的地方，電荷密度越低。這是因?yàn)樵谇瘦^大的地方，電場(chǎng)線更密集，需要更多的電荷來產(chǎn)生相應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。3.（10分）解釋為什么導(dǎo)體球殼外部的電場(chǎng)強(qiáng)度與點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度相同。答案：導(dǎo)體球殼外部的電場(chǎng)強(qiáng)度與點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度相同，這是因?yàn)樵陟o電平衡狀態(tài)下，球殼表面的電荷分布相當(dāng)于將所有電荷集中在球心，形成一個(gè)等效的點(diǎn)電荷。